CN105152824B - 一种安全点火药及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安全点火药及制备方法，属于含能材料领域。组成如下：炭黑20～40％；氧化剂30～50％；包覆后的过氧化钙15～30％；硼氢化物5～15％；粘结剂A1～8％；本发明的一种安全点火药，安全性高。包覆后的过氧化钙阻止了过氧化钙和硼氢化物的反应，阻隔过氧化钙和其他组分因撞击、摩擦而引起的反应，降低感度，提高运输和使用的安全性。本发明工艺简单。本发明无需采用复杂的设备，制备工艺简单，操作简单易行，便于连续化生产。

Description

一种安全点火药及制备方法

技术领域

本发明涉及一种安全点火药及制备方法，属于含能材料领域。

背景技术

点火药是火药、烟火剂和火工品中的首发装药，在常规武器、战略武器和航天系统中有着极其重要的作用。点火药的作用是用来引燃火药、烟火剂或火工品，因此点火药在外界能量的作用下能够发生迅速的化学反应，放出大量的热、气体和固体物质，同时为了保证生产、运输和使用过程中的安全性，点火药要有较低的感度。

点火药的种类较多，一般有木炭、金属粉或金属氧化物和氧化剂组成，但均存在一定的缺点。木炭点火药一般由炭和氯酸钾组成，燃速低、点火能力弱、易受潮、对脚线的腐蚀性比较严重等缺点；氧化铅和氯酸钾组成的点火药具有燃速快、火焰长、点火能力强等优点，但是存在摩擦感度和机械感度较高、生产安全性差等不足，专利201010296010.8中采用硝酸肼镍和铅丹-硅铁和粘结剂混合形成粘稠状点火药，在一定程度上降低了机械感度，提高了安全性，但是粘稠状的点火药凃在点火头上时容易出现气孔、裂纹等不良现象，不利于点火，同时该点火药对环境有一定的污染性。

贮氢材料是近年来研究的热门材料(李秀华,许红英,陈鹏.储氢功能材料的研究进展[J].河北化工,2012,35(4):51-54.)，国外经贮氢材料应用于点火药的研究较早，如Wasley等研究发现含有氢化锆的点火药较易点燃(Franklin E.Walker，RichardJ.Wasley.Zirconium hydride containing explosive composition:US,4304614[P].1981-12-08.)，Nakamura发现氢化钛可以提高点火药的反应热(Nakamura Hidetsugul,Beppu Shintaroul,Akiyoshi Miyakol.Thermal reaction and combustion of titaniumhydride-boron-potassium perchlorate mixture[J].Journal of the JapanExplosives Society,1999,60(6):268-273)。目前应用于点火药中的贮氢材料种类单一，不能满足应用的需求。

发明内容

本发明目的是提供一种安全点火药及制备方法，该点火药安全、无污染、不易受潮、点火能力强。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种安全点火药，其配方中各组分的质量分数如下：

所述氧化剂为硝酸钾、高氯酸钾、高氯酸铵、硝酸钡，粒径≤0.015mm。

所述硼氢化物为硼氢化锂、硼氢化钠、硼氢化钾，粒径≤80～100μm。

所述包覆后的过氧化钙的粒径≤0.075mm。

所述粘结剂A为端羟基聚丁二烯、聚叠氮缩水甘油醚、3-叠氮甲基环氧丁烷。

所述包覆后的过氧化钙，包覆过程如下：

步骤一、将粘结剂B溶于无水溶剂中，完全溶解，形成质量分数为0.5～4％的液体胶；

步骤二、按照每100ml无水溶剂对应10～30g过氧化钙的比例，将过氧化钙加入到无水溶剂中，分散均匀；然后在搅拌的条件下滴加步骤一得到的液体胶，搅拌均匀，形成包覆粘结剂B的过氧化钙溶液，其中液体胶的加入量为过氧化钙质量的2倍；

步骤三、将步骤二得到的溶液过滤、干燥，过200目的筛子，得到粒径≤0.075mm的包覆后的过氧化钙。

所述粘结剂B为苯乙烯、氟硅橡胶、聚乙烯.

所述无水溶剂为四氢呋喃、丙酮、二氧六环、乙腈。

一种安全点火药的制备方法，具体步骤如下：

步骤一、按配方称量炭黑、氧化剂、硼氢化物、包覆后的过氧化钙混合均匀；

步骤二、将步骤一得到的混合物放在容器内，向容器滴加粘结剂，捏合均 匀后过20目的筛子，形成粒状混合物；

步骤三、将步骤二得到的粒状混合物干燥，然后过100目的筛子，得到安全的点火药。

有益效果

1、本发明的一种安全点火药的制备方法，工艺简单。本发明无需采用复杂的设备，制备工艺简单，操作简单易行，便于连续化生产。

2、本发明的一种安全点火药，安全性高。包覆后的过氧化钙阻止了过氧化钙和硼氢化物的反应，阻隔过氧化钙和其他组分因撞击、摩擦而引起的反应，降低感度，提高运输和使用的安全性。

3、本发明的一种安全点火药，采用含能粘结剂，提高了点火性能。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1：

一种安全点火药，其配方中各组分的质量为：20g炭黑、45g硝酸钾、10g硼氢化锂、24g包覆后的过氧化钙以及1g端羟基聚丁二烯。

一种安全点火药的制备方法，具体步骤如下：

1)将0.5g苯乙烯溶于无水四氢呋喃中，完全溶解，形成质量分数为0.5％的液体胶；

2)将80g过氧化钙加入到300ml的无水四氢呋喃中，用超声清洗振动30min后，在搅拌500r/min搅拌的条件滴加160g在1)中得到的液体胶，得到混合溶液，其中液体胶的滴加速度为30滴/min；

3)然后过滤、干燥，过200目的筛子，得到粒径≤0.075mm的包覆后的过氧化钙；

4)称量20g炭黑、45g硝酸钾、10g硼氢化锂、24g包覆后的过氧化钙混合均匀；

5)称量1g端羟基聚丁二烯，然后将羟基聚丁二烯滴加到4)得到混合物，捏合30min后，过20目的筛子，在自然条件下干燥1.2h，然后在30℃的条件下，真空度为0.02MPa的条件下干燥4h，其中滴加速度为每分钟30滴，搅拌速度为300r/min；

6)将5)干燥后的点火药过100目的筛子，得到粒径≤0.0150mm的安全点火药。

安全点火药的撞击感度10.3％、摩擦感度18％、静电感度2814V、火焰感度28cm、吸湿性0.2％、最大压力4.2MPa。

实施例2：

一种安全点火药，其配方中各组分的质量为：22g炭黑、37g高氯酸钾、12g硼氢化钠、21g包覆后的过氧化钙以及8g聚叠氮缩水甘油醚。

一种安全点火药的制备方法，具体步骤如下：

1)将4g聚乙烯溶于无水丙酮中，完全溶解，形成质量分数为4％的液体胶；

2)将50g过氧化钙加入到300ml的无水二氧六环中，用超声清洗振动30min后，在搅拌500r/min搅拌的条件滴加100g在1)中得到的液体胶，得到混合溶液，其中液体胶的滴加速度为30滴/min；

3)然后过滤、干燥，过200目的筛子，得到粒径≤0.075mm的包覆后的过氧化钙；

4)称量22g炭黑、37g高氯酸钾、12g硼氢化钠、21g包覆后的过氧化钙混合均匀；

5)称量8g聚叠氮缩水甘油醚，然后将聚叠氮缩水甘油醚滴加到4)得到混合物，捏合30min后，过20目的筛子，在自然条件下干燥1.2h，然后在30℃的条件下，真空度为0.02MPa的条件下干燥4h，其中滴加速度为每分钟30滴，搅拌速度为300r/min；

6)将5)干燥后的点火药过100目的筛子，得到粒径≤0.0150mm的点火药。

安全点火药的撞击感度11％、摩擦感度17％、静电感度2855V、火焰感度23cm、吸湿性0.2％、最大压力4.1MPa。

实施例3：

一种安全点火药，其配方中各组分的质量为：36g炭黑、32g硝酸钡、10g硼氢化钠、15g包覆后的过氧化钙以及7g的3-叠氮甲基环氧丁烷。

一种安全点火药的制备方法，具体步骤如下：

1)将3g氟硅橡胶溶于无水二氧六环中，完全溶解，形成浓度为3％的液体胶；

2)将45g过氧化钙加入到300ml的无水二氧六环中，用超声清洗振动30min 后，在搅拌400r/min搅拌的条件滴加90g在1)中得到的液体胶，得到混合溶液，其中液体胶的滴加速度为30滴/min；

3)然后过滤、干燥，过200目的筛子，得到粒径≤0.075mm的包覆后的过氧化钙；

4)称量36g炭黑、32g硝酸钡、10g硼氢化钠、15g包覆后的过氧化钙混合均匀；

5)称量7g的3-叠氮甲基环氧丁烷滴加到4)得到混合物，捏合30min后，过20目的筛子，然后在自然条件下干燥1.5h，再在30℃的条件下，真空度为0.01MPa的条件下干燥5h，其中滴加速度为每分钟40滴，搅拌速度为350r/min；

6)将5)干燥后的点火药过100目的筛子，得到粒径≤0.0150mm的点火药。

安全点火药的撞击感度11.4％、摩擦感度15％、静电感度2750V、火焰感度26.8cm、吸湿性0.2％、最大压力3.8MPa。

实施例4：

一种安全点火药，其配方中各组分的质量为：24g炭黑、44g高氯酸铵、6g硼氢化钾、20g包覆后的过氧化钙以及6g端羟基聚丁二烯。

一种安全点火药的制备方法，具体步骤如下：

1)将7g氟硅橡胶溶于无水四氢呋喃中，完全溶解，形成质量分数为7％的液体胶；

2)将60g过氧化钙加入到300ml的无水四氢呋喃中，用超声清洗振动30min后，在搅拌400r/min搅拌的条件滴加120g在1)中得到的液体胶，得到混合溶液；

3)过滤，在自然条件下干燥2h，过100目筛子，得到包覆后的过氧化钙；其中滴加速度为每分钟80滴，搅拌速度为800r/min；

4)称量24g炭黑、44g高氯酸铵、6g硼氢化钾、20g包覆后的过氧化钙混合均匀；

5)称量6g端羟基聚丁二烯滴加到4)得到混合物，捏合30min后，过20目的筛子，搅拌55min，过10目的筛子，在60℃的条件下，真空度为0.01MPa的条件下干燥4h，其中液体胶滴加速度为每分钟70滴，搅拌速度均为700r/min；

6)将5)干燥后的点火药过100目的筛子，得到粒径≤0.0150mm的点火药。

安全点火药的撞击感度8.6％、摩擦感度17.3％、静电感度2856V、火焰感度23.4cm、吸湿性0.2％、最大压力4.16MPa。

实施例5：

一种安全点火药，其配方中各组分的质量为：24g炭黑、36g高氯酸铵、13g硼氢化钠、22g过氧化钙以及5g 3-叠氮甲基环氧丁烷。

一种安全点火药的制备方法，具体步骤如下：

1)将5g苯乙烯溶于无水丙酮中，完全溶解，形成质量分数为5％的液体胶；

2)将65g过氧化钙加入到300ml的无水丙酮中，用超声清洗振动30min后，在搅拌400r/min搅拌的条件滴加130g在1)中得到的液体胶，得到混合溶液，

3)过滤，在自然条件下干燥2h，过100目筛子，得到包覆后的过氧化钙；其中滴加速度为每分钟80滴，搅拌速度为800r/min；

4)称量24g炭黑、36g高氯酸铵、13g硼氢化钠、22g过氧化钙混合均匀。

5)取5g 3-叠氮甲基环氧丁烷滴加到混合物，捏合55min，过20目的筛子，自然条件下干燥1.5h，在60℃的条件下，真空度为0.01MPa的条件下干燥4h，其中液体胶滴加速度为每分钟60滴，搅拌速度为560r/min；

6)将5)干燥后的点火药过100目的筛子，得到粒径≤0.0150mm的点火药。

安全点火药的撞击感度13.2％、摩擦感度15％、静电感度2740V、火焰感度24.3cm、吸湿性0.2％、最大压力4.6MPa。

实施例6：

一种安全点火药，其配方中各组分的质量为：30g炭黑、29g高氯酸铵、9g硼氢化钠、28g包覆后的过氧化钙以及4g聚叠氮缩水甘油醚。

一种安全点火药的制备方法，具体步骤如下：

1)将8g氟硅橡胶溶于无水乙腈中，完全溶解，形成质量分数为8％的液体胶；

2)将70g过氧化钙加入到300ml的无水丙酮中，用超声清洗振动30min后，在搅拌400r/min搅拌的条件滴加140g在1)中得到的液体胶，得到混合溶液，

3)过滤，干燥2h，过100目筛子，得到包覆后的过氧化钙；其中滴加速度为每分钟45滴，搅拌速度为400r/min；

4)称量30g炭黑、29g高氯酸铵、9g硼氢化钠、28g包覆后的过氧化钙混合均匀；

5)称量4g聚叠氮缩水甘油醚滴加到混合物上，搅拌60min，过10目的筛子，在自然条件下干燥3h，然后在温度为60℃，真空度为0.01MPa的条件下干 燥3h，其中液体胶滴加速度为每分钟62滴，搅拌速度均为560r/min；

6)将5)干燥后的点火药过100目的筛子，得到粒径≤0.0150mm的点火药。

安全点火药的撞击感度12.5％、摩擦感度17.6％、静电感度2964V、火焰感度25.3cm、吸湿性0.2％、最大压力4.18MPa。

实施例7：

一种安全点火药，其配方中各组分的质量为：25g炭黑、45g高氯酸铵、10g硼氢化钠、17g包覆后的过氧化钙以及3g端羟基聚丁二烯。

一种安全点火药的制备方法，具体步骤如下：

1)将6g聚乙烯溶于无水乙腈中，完全溶解，形成浓度为6％的液体胶；

2)称量90g过氧化钙加入到300ml的无水乙腈中，用超声清洗振动45min后，在搅拌400r/min搅拌的条件滴加140g在1)中得到的液体胶，得到混合溶液，其中滴加速度为每分钟77滴，搅拌速度为610r/min；

3)过滤，在真空度为0.03MPa的烘箱中，35℃干燥2h，过100目筛子，得到包覆后的过氧化钙；其中滴加速度为每分钟45滴，搅拌速度为400r/min；

4)称量25g炭黑、45g高氯酸铵、10g硼氢化钠、17g包覆后的过氧化钙混合均匀。

5)称取3g端羟基聚丁二烯滴加到混合物上，搅拌60min，过10目的筛子，在自然条件下干燥3h，在温度60℃，真空度为0.01MPa的条件下干燥3h，其中液体胶滴加速度为每分钟60滴，搅拌速度均为380r/min；

6)将5)干燥后的点火药过100目的筛子，得到粒径≤0.0150mm的点火药。

安全点火药的撞击感度13.6％、摩擦感度18.6％、静电感度2843V、火焰感度26.7cm、吸湿性0.2％、最大压力4.37MPa。

Claims (6)

1.一种安全点火药，其特征在于：其配方中各组分的质量分数如下：

所述粘结剂A为端羟基聚丁二烯、聚叠氮缩水甘油醚、3-叠氮甲基环氧丁烷；

所述包覆后的过氧化钙，包覆过程如下：

步骤一、将粘结剂B溶于无水溶剂中，完全溶解，形成质量分数为0.5～4％的液体胶；

步骤二、按照每100ml无水溶剂对应10～30g过氧化钙的比例，将过氧化钙加入到无水溶剂中，分散均匀；然后在搅拌的条件下滴加步骤一得到的液体胶，搅拌均匀，形成包覆粘结剂B的过氧化钙溶液，其中液体胶的加入量为过氧化钙质量的2倍；

步骤三、将步骤二得到的溶液过滤、干燥，过200目的筛子，得到粒径≤0.075mm的包覆后的过氧化钙；

所述粘结剂B为苯乙烯、氟硅橡胶、聚乙烯。

2.制备如权利要求1所述的安全点火药的方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一、按配方称量炭黑、氧化剂、硼氢化物、包覆后的过氧化钙混合均匀；

步骤二、将步骤一得到的混合物放在容器内，向容器滴加粘结剂，捏合均匀后过20目的筛子，形成粒状混合物；

步骤三、将步骤二得到的粒状混合物干燥，然后过100目的筛子，得到安全的点火药。

3.如权利要求1所述的点火药，其特征在于：所述氧化剂为硝酸钾、高氯酸钾、高氯酸铵或硝酸钡，粒径≤0.015mm。

4.如权利要求1所述的点火药，其特征在于：所述硼氢化物为硼氢化锂、硼氢化钠或硼氢化钾，粒径≤100μm。

5.如权利要求1所述的点火药，其特征在于：所述包覆后的过氧化钙的粒径≤0.075mm。

6.如权利要求1所述的点火药，其特征在于：所述无水溶剂为四氢呋喃、丙酮、二氧六环或乙腈。